嵌入式芯片在atp系统中的应用
李兴红，谢斌，闫智武
（成都理工大学工程技术学院，成都614007）
摘要：为了提高经纬仪的跟踪、捕获、瞄准(atp)的精度，越来越多的复杂实时算法被应用到光电经纬仪的atp系统中，因此要求伺服控制器能够在最短的时间内完成大量的运算，即对伺服控制器的运算性能提出了更高的要求。目前的经纬仪伺服系统多是在底板pc104上叠加多种功能板卡来完成捕获跟踪等任务，文章所述系统设计了以嵌入式芯片为核心的伺服系统，增加了可靠性，提高了精度和响应速度。
关键词：嵌入式；精度；atp系统
中图分类号：tp272 文献标志码：a 文章编号：1001-6848（2010）04-0080-03
1砸件结构
目前光电经纬仪的伺服系统大都采用图1历示的pc104控制系统，它是通过引导主控计算机对飞行目标完成捕获跟踪等功能，若要组成实际应用的跟踪伺服系统还需要叠加多块板卡，不仅增大了系统体积，降低了可靠性，精度提高困难，而且花费昂贵。
鉴于以上原因，为了改善pc104的弊端，设计了以tms320f2812为cpu的伺服系统。它作为一款专为电机控制而设计的芯片，不仅具有运算速度快的特点，而且集成了丰富的片内外设，能够满足跟踪系统的多方面要求。该控制器主要由电机、dsp核心处理器、功率转换电路、反馈电路及一些辅助电路组成，如图2所示。
1)dsp: tms320f/c281x作为ti公司dsp控制器zxxx系列的新成员，是tms320f/c2xxx平台下的一种定点dsp芯片，它在电机的数字化控
嵌入式芯片在atp系统中的应用李兴红，等制方面具有低成本、低功耗、高性能的特点，而且将几种先进的外设集成到该芯片内，形成了真正的单芯片控制器。
2)ace接口：dsp通过16c554读取数字系统发送来的控制命令，并实时回送当前的控制系统的状态信息。16c554是集成异步通信元件，在fifo模式下传输和接收前将数据缓冲为16字节数据包，减少了cpu的中断数量，包含4个改良的16c550，每个通道实现串行和并行两种连接方式的转换，具有可编程的串行接口特性。
3)功率转换电路：tms320f2812有16路pwm输出口供电机使用，通过控制pwm波的占空比来改变加在电机两端的电压，从而改变电机的转速。由于dsp发出的pwm波功率不足以驱动大功率电机，需要经过igbt进行功率转换，设计中应用了将icbt与驱动芯片相结合的新型功率芯片(ipm)pm100dsa120．它将两个igbt与相应驱动部分集成到一起，ttl电平即可实现功率驱动，而且具有完整的隔离及保护功能，如过流、过压保护等。
2软件流程
为了提高控制系统的跟踪精度，在硬件电路基础上搭建反馈回路（速度回路和位置回路），反馈回路调节器经商散化后进行软件编程，算法模块软件流程如图3所示。
3伺服校正
经过igbt的pwm波驱动电机从而带动跟踪架转动，电机采用自制的，其中的机电时间常数l采用阶跃响应法测得[2]，模型为（以某型号经纬仪的俯仰机为例）并对具有****角速度50和****角加速度30的运动目标的跟踪精度校正，由以下公式可得出等效正弦运动目标的函数。
3.1复合校正
复合控制就是在系统闭环中增加一个开环控制支路，用来提供输入信号的一阶导数。使系统的无静差度提高，系统的快速响应性能提高。复合校正框图如图4所示。
图4中g，(s)为位置校正函数，g2(s)为速度校正函数，g3(s)为控制对象传递函数，hf(s)为速度前馈传递函数，代表频率给定与速度给定值之间的变换关系，g(s)为速度反馈（编码器）传递函数，此处位置反馈为单位负反馈。在采样频率为800同样周期为1 25 m |
